Tên luận án:
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ BẤT ĐỊNH ĐỐI VỚI SỰ LÀM VIỆC AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Ngành:
KỸ THUẬT ĐIỆN
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án "Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố bất định đối với sự làm việc an toàn của Hệ thống điện Việt Nam" tập trung giải quyết thách thức từ sự gia tăng các nguồn năng lượng tái tạo (gió, mặt trời) mang lại yếu tố bất định lớn cho Hệ thống điện (HTĐ). Các phương pháp tính toán truyền thống không thể hiện đầy đủ bản chất ngẫu nhiên của các thông số vận hành, dẫn đến khó khăn trong phân tích và đảm bảo an toàn HTĐ.
Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng công cụ tính toán, phân tích và đánh giá mức độ làm việc an toàn cho HTĐ Việt Nam có xét đến các yếu tố bất định. Luận án đề xuất một giải pháp tính toán, phân tích phù hợp bằng cách sử dụng các phương pháp xác suất thống kê để tìm ra quy luật thay đổi của các thông số vận hành và cấu trúc hệ thống từ dữ liệu thu thập được. Từ đó, đánh giá mức độ an toàn của HTĐ, xác định các chế độ nguy hiểm (điện áp, dòng điện, công suất truyền tải vượt giới hạn cho phép) và đề xuất giải pháp nâng cao độ an toàn.
Để khắc phục hạn chế về thời gian tính toán của phương pháp mô phỏng Monte-Carlo (MCS) truyền thống trên các HTĐ lớn, luận án đã đề xuất phương pháp mới mang tên CMC (Clustering based Monte-Carlo). Phương pháp CMC kết hợp MCS với các kỹ thuật xử lý dữ liệu tiên tiến như tiền xử lý, thu giảm kích thước dữ liệu (Phân tích thành phần chính - PCA) và phân cụm dữ liệu (K-means, Thuật toán tiến hóa vi sai - DE). Điều này giúp thu nhỏ bộ dữ liệu đầu vào nhưng vẫn phản ánh đúng và đầy đủ thông số vận hành thực tế, từ đó rút ngắn đáng kể thời gian tính toán trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác cao.
Các thuật toán và chương trình được xây dựng được áp dụng cho HTĐ truyền tải 500 kV Việt Nam giai đoạn đến năm 2025. Kết quả tính toán trên các HTĐ mẫu IEEE 57 nút, IEEE 118 nút và HTĐ Việt Nam 500kV cho thấy phương pháp CMC có tốc độ tính toán nhanh hơn nhiều so với MCS nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác. Luận án cũng chỉ ra khả năng vi phạm giới hạn điện áp (thấp áp hoặc quá áp) tại một số nút nhất định trong quá trình vận hành do sự biến đổi ngẫu nhiên của phụ tải và các yếu tố khác. Các đóng góp này mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, hỗ trợ công tác quy hoạch và quản lý vận hành HTĐ an toàn và tin cậy.
Mục lục chi tiết:
- Mở đầu
- Chương 1: Phương pháp xây dựng bộ số liệu để tính toán phân tích các chế độ làm việc của hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 1.1. Mở đầu
- 1.2. Các khái niệm trong xác suất thống kê [21, 34]
- 1.2.1. Xác suất của các sự kiện ngẫu nhiên
- 1.2.2. Biến ngẫu nhiên, hàm phân bố và các tham số đặc trưng của biến ngẫu nhiên
- 1.3. Các hàm phân phối xác suất phổ biến được dùng để biểu diễn các yếu tố ngẫu nhiên trong hệ thống điện [8, 21, 34]
- 1.3.1. Hàm phân phối đều (Uniform distribution)
- 1.3.2. Hàm phân phối chuẩn (Gaussian/normal distribution)
- 1.3.3. Hàm phân phối 0-1 và hàm phân phối nhị thức (Binomial distribution)
- 1.3.4. Hàm phân phối Weibull
- 1.3.5. Hàm phân phối Beta (Beta distribution)
- 1.3.6. Hàm phân phối Gamma (Gamma distribution)
- 1.3.7. Hàm phân phối nhiều đỉnh (Multimodal distribution)
- 1.4. Xây dựng hàm phân bố và tạo bộ số liệu ngẫu nghiên cho các yếu tố bất định trong hệ thống điện
- 1.5. Kết luận chương
- Chương 2: Các kỹ thuật xử lý dữ liệu áp dụng trong bài toán tính toán, phân tích hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 2.1. Mở đầu
- 2.2. Kỹ thuật xử lý dữ liệu trong xác suất thống kê
- 2.2.1. Xử lý dữ liệu bị thiếu (missing data)
- 2.2.2. Loại bỏ các phần tử ngoại lai (outliers)
- 2.2.3. Chuẩn hóa dữ liệu (normalization)
- 2.2.4. Thu giảm dữ liệu (data reduction)
- 2.2.5. Kỹ thuật phân nhóm dữ liệu
- 2.3. Áp dụng các kỹ thuật xử lý dữ liệu để xây dựng bộ số liệu ngẫu nhiên phục vụ bài toán phân tích hệ thống điện có xét đến yếu tố bất định
- 2.4. Kết luận chương
- Chương 3: Phương pháp phân tích và đánh giá mức độ làm việc an toàn của hệ thống điện có tích hợp các yếu tố bất định
- 3.1. Mở đầu
- 3.2. Xây dựng mô đun tính toán chế độ xác lập cho hệ thống điện
- 3.3. Thuật toán và chương trình phân tích, đánh giá mức độ làm việc an toàn của hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 3.3.1. Mở đầu
- 3.3.2. Thuật toán phân tích đánh giá mức độ làm việc an toàn của hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 3.3.3. Chương trình phân tích đánh giá mức độ làm việc an toàn của hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 3.4. Kết luận chương
- Chương 4: Đánh giá kết quả phương pháp đề xuất trên các hệ thống điện mẫu và áp dụng tính toán khả năng vận hành an toàn của Hệ thống điện Việt Nam
- 4.1. Mở đầu
- 4.2. Đánh giá kết quả phương pháp đề xuất trên các hệ thống điện mẫu
- 4.2.1. Hệ thống điện mẫu IEEE 57 nút sửa đổi
- 4.2.2. Hệ thống điện mẫu IEEE 118 nút sửa đổi
- 4.3. Áp dụng tính toán khả năng vận hành an toàn của Hệ thống điện Việt Nam
- 4.4. Phân tích phạm vi ứng dụng của các phương pháp phân tích và đánh giá mức độ làm việc an toàn cho các hệ thống điện có xét đến các yếu tố bất định
- 4.5. Kết luận chương
- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ